JP3914574B2 - マニュアル切換え弁を備えた無段変速機のための油圧式緊急制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の油圧式緊急制御装置に関する。
公開されていないＤＥ１９５１９１６２．５には、電子制御される連続的に調節可能な伝動装置（無段変速機、continuously variable transmission、ＣＶＴ）のための油圧式緊急制御装置が記載されている。有利には乗用車において使用されるＣＶＴ伝動装置は、緊急時走行運転のための制御装置を有しており、この制御装置は、ノーマル走行運転のための電気油圧式の制御が故障又は遮断した場合に、単純な油圧式手段によって伝達手段の緊張を保証する。この油圧式手段は、一方では負荷のかかった発進及びいわゆる坂道発進を伝達手段のスリップなしに保証し、かつ他方では発進後に高い発進変速比から低いオーバドライブ変速比への伝動装置調整を可能にするので、駆動モータの暴走又は駆動輪と走行路との間における極めて大きなスリップは阻止される。
公知の油圧式緊急装置では、測定オリフィスの機能を有する絞り弁の接続によって、ポンプ圧送流から、モータ回転数に正比例した信号が得られ、この信号は、「ロー」と「オーバドライブ」との間の変速比調節のために使用される。そのためには付加的な電磁弁が必要であり、この電磁弁はノーマル走行運転において、ポンプ圧送流をほぼ絞ることなしに通過させ、緊急時走行運転においては絞り弁を接続する。さらに変速比調節は、温度に関連したポンプ圧送容量に基づいて同様に温度にも関連している。
さらに特にＤＥ４２３４１０３に基づいて公知の油圧回路によって、１次オイル圧と２次オイル圧との間の比は、規定の変速比範囲にわたってほぼコンスタントに保たれる。このような油圧回路によっては、確実な坂道発進を常に保証することはできない。
発明の利点
油圧式緊急制御装置は、無段階式に変速する巻掛け伝動装置つまり無段変速機を、ノーマル走行運転においてアクティブな電気油圧式の制御装置の助けなしに、緊急時走行運転において使用することができるようにするために、必要である。請求項１の特徴部分に記載された油圧式緊急制御装置では、電子制御装置の故障時に、緊急時走行運転において、特に１次オイル圧の上昇によって伝動装置変速比が自動的に「オーバドライブ」の方向に調節される。また、例えば上り坂における走行や大きな負荷のかかる走行又は発進の際に、伝動装置変速比を「ロー」の方向に変えることができるようにするためには、ドライバによって手動で又は場合によっては他の筋力を用いて制御装置に作用が加えられる。いわゆるシフトレバーを介して操作される通常のマニュアル切換え弁は、付加的なシフト位置「Ｄ₁」を有している。マニュアル切換え弁によって制御される弁は、油圧回路に作用して１次オイル圧を低下させて、２次オイル圧を上昇させ、これによって伝動装置変速比を「ロー」の方向に調節する。シフト位置「Ｄ₁」は最大の変速比に相当し、シフトレバーを用いて確実に調節される。
ドライバによって前進走行のための２つの走行段のうちの一方を選択させるというコンセプトは、「ロー」領域の外側における変速比調節の制御のための原理とは、まったく関係ない。
本発明のその他の詳細は、請求項２以下及び実施例に記載されている。
図面
図面は、本発明の１実施例を示す油圧回路図であり、以下においては図面につき本発明の実施例を説明する。
実施例の記載
第１図には、無段階式に変速する巻掛け伝動装置つまり無段変速機の駆動側及び被駆動側の圧力シリンダのオイル圧を制御するための油圧回路が示されている。公知の無段変速機１０は２つの円錐プーリ対を有しており、両円錐プーリ対の間には、例えば推進リンクベルト（Schubgliederband）、チェーン及びＶ字形ベルト又はこれに類したもののような伝達手段１４が配置されている。両円錐プーリ対はそれぞれ２つの円錐プーリ１１，１２；１５，１６から成っており、これらの円錐プーリは油圧式に相対的に緊張可能に、つまり油圧を用いて互いに緊張させることができるように、形成されている。そのために必要なピストン・シリンダ部分は、有利には少なくとも円錐プーリの一部に一体に組み込まれている。これらの部分によって閉じ込められたピストン室は、１次側ではピストン室１３であり、かつ２次側ではピストン室１７であり、これらのピストン室１３，１７には、調節すべき変速比に応じて、そのために必要な作業圧が供給される。
図示の構成では、被駆動側における必要な２次オイル圧は、駆動側における必要な１次オイル圧よりも大きいか又はそれと同じである。ノーマル走行運転中に、例えばシフトレバー２１によって操作可能な６ポート５位置方向切換え弁２０がシフト位置「Ｄ」を占めている場合、ピストン室１３及びピストン室１７には、例えば車両モータによって駆動されるハイドロスタティック式のポンプ１を介して、圧力媒体である油圧オイルが供給される。ポンプ１は圧力媒体を作業導管１０１，１０２を介して２次側のピストン室１７に圧送する。
２つの調圧弁６０，７０は、その都度の走行状態のために必要な２次圧を調節する。
調圧弁７０は３ポート２位置比例方向切換え弁（3/2-Stetigwegeventil）であり、左側に戻しばねを有し、かつ右側に油圧式の操作機能の他に調整可能な電磁式の操作機能を有している。この調圧弁７０の流入接続部において作業導管１０６が終わっている。作業導管１０６は２次弁５０つまり油圧式に制御される圧力降下弁を介して、作業導管１０１と接続されている。弁７０の作業接続部は一方では、右側の油圧式の制御接続部と接続され、かつ他方では制御導管７５を介して圧力降下弁５０の左側の制御接続部と接続されている。これによって圧力降下弁５０では、出口圧が、弁７０の介在に関連した可変の値だけ入口圧に対して低減される。
調圧弁６０は、調整可能な電磁式の操作機能を備えた圧力制限弁である。この調圧弁６０は、制御導管６５と作業導管１１１とを介して作業導管１０６に接続されている。制御導管６５には絞り弁６９が位置している。
作業導管１１１は、油圧回路の別の構成グループ（図示せず）に通じている。
ピストン室１３における１次圧は、３ポート３位置比例方向切換え弁３０を用いて調節される。作業導管１０３を介して２次側の作業導管１０２から圧力媒体を供給される１次弁３０は、作業導管１０４を介してピストン室１３に接続されている。作業導管１０４からは作業導管１０５が分岐しており、この作業導管１０５は圧力制限弁４０において終わっている。この弁４０は１次オイル圧を制限する。
１次弁３０、つまり２つの貫流位置と１つの真ん中の遮断位置とを備えた３ポート３位置比例方向切換え弁は、制御接続部３２，３３を備えた両側の油圧式の操作機能の他に、左側に戻しばね３１を有している。制御接続部３３において制御導管３６が終わっており、この制御導管３６は絞り弁６９と圧力制限弁６０との間において制御導管６５から分岐している。制御接続部３２からは制御導管３５が、切換え弁９０の右側の作業接続部に通じている。
切換え弁９０は、１つの貫流位置と１つの戻し位置とを備えた４ポート２位置方向切換え弁である。左側に配置された戻しばね９１は、制御接続部９２を備えた油圧式の操作機能の他に、弁９０を切換え位置１つまり貫流位置に保持することができる。右側には同様に、制御接続部９３を備えた油圧式の操作機能が設けられている。切換え弁９０の流入接続部は一方では制御導管９７を介して作業導管１０４と接続され、かつ他方では制御導管９６を介して左側の油圧式の操作機能を備えた制御接続部９２と接続されている。制御導管９８は圧力降下弁５０の右側の制御接続部を、切換え弁９０の左側の作業接続部と接続している。制御接続部９３はマニュアル切換え弁２０の真ん中の作業接続部に通じている。
マニュアル切換え弁２０の流入接続部には作業導管１０８が通じており、この作業導管１０８には、連結弁８０を介して作業導管１０６，１０７から圧力媒体が供給される。連結弁８０は少なくとも機能的に、隣接して図示された調圧弁７０と同じ構造を有している。
マニュアル切換え弁２０は５つのシフト位置を有している。左側のシフト位置「Ｐ」及び真ん中のシフト位置「Ｎ」は、同様な機能を有している。この両方のシフト位置では、前進走行及び後退走行のための発進用クラッチのシリンダ４，５は、弁を介して例えばタンクに放圧される。そのためにはシリンダ４は作業導管１０９を介して弁２０の左側の作業接続部に接続され、かつシリンダ５は作業導管１１０を介して右側の作業接続部に接続される。弁スプールにおいて３つのすべての作業接続部は、戻し接続部と接続されている。両方の流入接続部は遮断されている。
真ん中のシフト位置「Ｎ」の右隣りには、シフト位置「Ｄ」が位置している。このシフト位置「Ｄ」によって右側の流入接続部は遮断され、左側の流入接続部は左側の作業接続部と接続される。これによって作業導管１０８を介して圧力媒体は作業導管１０９に流入し、これによってシリンダ４と該シリンダに並列接続されたアキュムレータとは圧力を負荷される。このシフト位置において真ん中及び右側の作業接続部は戻し接続部と接続されており、これにより一方ではシリンダ５が作業導管１１０を介して放圧され、かつ他方では制御導管９５が放圧される。
右側のシフト位置「Ｄ₁」はシフト位置「Ｄ」に対して次のことによって、すなわち左側の流入接続部が左側の作業接続部及び真ん中の作業接続部と接続されているのに対して、右側の作業接続部が直接的に戻し接続部に通じていることによって、変えられている。
シフト位置「Ｎ」の左隣りに位置するシフト位置「Ｒ」においては、作業導管１０８からシリンダ５に圧力が負荷され、これに対してシリンダ４及び制御導管９５は放圧される。そのために右側の流入接続部は右側の作業接続部と接続され、左側の作業接続部は真ん中の作業接続部と一緒に戻し接続部と接続されている。左側の流入接続部は遮断されている。
ノーマル走行運転においてマニュアル切換え弁２０はシフト位置「Ｄ」を占めている。制御導管９５は放圧されており、これによって切換え弁９０は切換え位置１から変わらない。１次弁３０と切換え弁９０との間における制御導管３５は、タンクに向かって放圧されている。電気油圧式の制御装置の故障時には、特に、圧力弁６０，７０の電磁式の操作エレメントにもはや給電が行われない。その結果特に、制御導管６５，３６，７５においてオイル圧がその最大値に上昇する。これによって２次オイル圧が上昇するのみならず、１次オイル圧も上昇する。それというのは、１次弁３０がその切換え位置３に移動するからである。これによってまた、制御導管９７，９８を介して圧力降下弁５０において作用する制御圧も上昇するので、２次オイル圧は中位のレベルに低下する。そして変速比は「オーバドライブ」の方向に調節される。
発進のためにドライバはシフトレバー２１を介してマニュアル切換え弁２０をシフト位置「Ｄ₁」に移動させる。これによって、マニュアル切換え弁２０と切換え弁９０との間に位置する制御導管９５には、作業導管１０８から油圧オイルが供給される。これによって切換え弁９０の制御接続部９３において作用するクラッチ圧は、そこで切換え位置２への切換え動作を生ぜしめる。切換え弁９０の作業接続部を介して圧力媒体は１次圧下で制御導管３５に流入する。１次弁３０は切換え位置１の方向に移動し、これによって１次圧は降下する。そして変速比「ロー」が調節される。同時に制御導管９８はタンクに放圧され、これによって２次弁５０はほぼ閉鎖し、２次オイル圧はその最大レベルに上昇し、これにより円錐プーリ１５と１６との間におけるクランプ力は、発進時における伝達手段のスリップが確実に回避されるような程度に、高められる。
ドライバがノーマル走行運転において高い走行速度時にうっかりとシフト位置「Ｄ₁」を選択した場合に、これは急激なシフトダウンに匹敵する。このようなシフト動作はモータ及び伝動装置をその負荷限界へともたらす。モータ及び無段変速機を保護するために、切換え弁９０の制御接続部９２には制御導管９６が接続されている。この制御導管９６は制御導管９７から分岐しており、これによって高い１次オイル圧は切換え弁９０を切換え位置１に保つ。１次オイル圧が、次第に切り換わる弁９０において所定の値だけ降下された場合に初めて、伝動装置はその変速比を変化させる。
場合によってはばね強さに関しても調節することができる、機械式のばね戻し位置の代わりに、第１図に示された弁において、部分的に油圧式の操作を使用することができる。

Claims (5)

1. 電気油圧式の制御装置を備えた無段変速機（１０）の油圧式の第１及び第２の円錐プーリ軸方向調節装置におけるオイル圧を、変速比に関連して変化させるための油圧式緊急制御装置であって、マニュアル切換え弁（２０）を用いて選択可能な各駆動状態、つまり複数の前進走行（Ｄ，Ｄ₁）、後退走行及びアイドリングのための駆動状態を備えている形式のものにおいて、
   油圧式緊急制御装置が前進走行のための駆動状態では、電気油圧式の制御装置の故障時に変速機を緊急時走行運転においてオーバドライブ変速比へと制御するようになっており、かつこの緊急時走行運転において前進走行のためのシフト位置「Ｄ₁」を介してロー変速比が調節可能であり、
   さらに、ポンプ（１）が第２の円錐プーリ軸方向調節装置のピストン室（１７）にオイルを供給し、ポンプ（１）に後置された油圧式に制御される圧力降下弁（５０）と電磁式の圧力制限弁（６０）とが、前記ピストン室（１７）におけるオイル圧を制限し、さらにポンプ（１）から、圧力制限弁（６０）の前における圧力を用いて貫流位置への開放運動が制御される比例方向切換え弁（３０）を介して、第１の円錐プーリ軸方向調節装置のピストン室（１３）にオイルが供給され、かつ、圧力降下弁（５０）に通じている制御装置に、制御導管（９７，９８）を介して開放機能が与えられ、しかも前進走行、後退走行及びアイドリングのような個々の駆動状態が、マニュアル切換え弁（２０）の相応なシフト位置を介して、別体の作業導管（１０９，１１０）を介してオイルを供給される２つのクラッチ（４，５）を制御するために、選択可能であり、
   マニュアル切換え弁（２０）のシフト位置「Ｄ ₁ 」がクラッチ制御に関して前進走行のためのシフト位置に相当しており、
   マニュアル切換え弁（２０）が、作業導管（１０９，１１０）のための接続部の他に、別の作業接続部を有しており、該作業接続部が前進走行、後退走行及びアイドリングのためのシフト位置において、戻し接続部と接続され、かつシフト位置「Ｄ ₁ 」において流入接続部と接続されており、
   前記別の作業接続部が、制御導管（９５）を介して切換え弁（９０）の制御接続部（９３）に通じており、切換え弁（９０）がその制御時に一方では制御導管（９７，９３）を遮断し、その際に導管部分（９３）を放圧し、かつ他方では後退位置の側において比例方向切換え弁（３０）に接続された放圧される制御導管（３５）を、１次オイル圧で負荷することを特徴とする、マニュアル切換え弁を備えた無段変速機のための油圧式緊急制御装置。
2. マニュアル切換え弁（２０）が、２つの流入接続部と１つの戻し接続部と３つの作業接続部とを備えた、シフトレバー操作式の６ポート５位置方向切換え弁であり、アイドリングのためのシフト位置が２つ設けられている、請求項１記載の油圧式緊急制御装置。
3. マニュアル切換え弁（２０）の流入接続部が、発進用クラッチ（４，５）に供給されるクラッチ圧を負荷されている、請求項１記載の油圧式緊急制御装置。
4. 切換え弁（９０）が、１つの貫流位置と１つの戻し位置とを備えた、両側において油圧式に操作される４ポート２位置比例方向切換え弁であり、この場合貫流位置の側に戻しばね（９１）が配置されている、請求項１記載の油圧式緊急制御装置。
5. 戻しばね（３１，９１）のばね力が調節可能である、請求項４記載の油圧式緊急制御装置。

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